

Tłumienie nadkrytyczne (overdamping) to stan układu mechanicznego, w którym tłumienie jest na tyle duże, że po zakłóceniu układ powraca do położenia równowagi bez występowania drgań. Jest to jeden z trzech podstawowych zakresów tłumienia stosowanych w opisie zachowania konstrukcji i kluczowy parametr w analizie dynamicznej MES.
Spis treści
W układzie dynamicznym tłumienie nadkrytyczne występuje wtedy, gdy współczynnik tłumienia względnego jest większy od jedności. W takim przypadku energia jest na tyle szybko rozpraszana, że ruch układu po zakłóceniu nie ma charakteru oscylacyjnego, a obiekt asymptotycznie zbliża się do stanu równowagi.
Większość rzeczywistych obiektów wykazuje jednocześnie właściwości sprężyste i lepkie, choć w różnym stopniu. W modelach inżynierskich opisuje się je dwoma elementami idealnymi:
Charakter drgań konstrukcji zależy od proporcji między tymi dwiema cechami. Gdy tłumienie jest małe, drgania są długotrwałe; gdy duże — układ szybko wraca do spoczynku.
Do określenia, w jakim zakresie tłumienia pracuje układ, używa się współczynnika tłumienia względnego, oznaczanego najczęściej jako ζ (zeta). Jest to stosunek rzeczywistego tłumienia układu do tłumienia krytycznego — czyli takiego, które stanowi granicę między ruchem oscylacyjnym a aperiodycznym.
W zależności od wartości ζ rozróżnia się trzy zakresy tłumienia:
Warto rozróżnić współczynnik tłumienia względnego (bezwymiarowy ζ) od współczynnika tłumienia wiskotycznego c, który występuje w równaniu ruchu i ma wymiar [N·s/m].
W praktyce inżynierskiej zdecydowana większość konstrukcji mechanicznych pracuje w zakresie tłumienia podkrytycznego o wartościach:
Tłumienie nadkrytyczne pojawia się głównie w urządzeniach specjalnie do tego zaprojektowanych lub w konstrukcjach pracujących w ośrodkach o silnym oddziaływaniu lepkim.
Tłumienie nadkrytyczne wykorzystuje się tam, gdzie pożądany jest spokojny, aperiodyczny powrót do równowagi:
W analizie dynamicznej MES tłumienie wprowadza się do modelu na kilka sposobów. Najczęściej stosowane podejścia to:
Wartość przyjętego tłumienia wpływa bezpośrednio na:

